JPWO2007074525A1 - 無線通信方法並びに送信機及び受信機 - Google Patents
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Abstract
Description
OFDM変調方式では、遅延波による特性劣化を低減するため、有効シンボル(有効データ)の一部をコピーして、有効シンボルに付加するガードインターバル(GI)が用いられている。付加されるガードインターバルの長さは、伝播路の遅延広がりにより決定されるため、同一システムにおいて、複数のガードインターバル長を切り替えて運用される形態が提案されている。
図24に、基地局送信装置の構成を示す。この図24に示す基地局送信装置は、例えば、チャネル多重部101と、シリアル/パラレル変換処理部102と、逆高速フーリエ変換(IFFT)処理部103と、ガードインターバル挿入部104と、ガードインターバル長制御部105と、無線処理部106と、送信アンテナ107とをそなえて構成され、データチャネルの信号(シンボル)、パイロットチャネルの信号(シンボル)及び同期チャネル(SCH)の信号(シンボル)等がチャネル多重部101にて時間多重された後、シリアル/パラレル変換処理部102にて、シリアル/パラレル変換されて各サブキャリアに配置され、逆高速フーリエ変換(IFFT)処理部103にて、IFFT処理が施されることによって時間領域信号に変換される。なお、以降の説明において、上記各種チャネルの信号(シンボル)を単に「〜チャネル」と略記することがある。また、パイロットチャネルの信号については、単に「パイロット信号」といったり単に「パイロット」といったりすることもある。
第二段階では、第一段階で検出したサブフレームタイミングにて高速フーリエ変換(FFT)処理を行なって(つまり、検出したサブフレームタイミングがFFTタイミングとなる)、周波数領域信号を生成し、当該信号から前記パイロットチャネルを抽出する。そして、抽出したパイロットチャネルと候補スクランブルコード(パイロットレプリカ)との相関を取り、例えば、最大の相関値を示す候補スクランブルコードを検出スクランブルコードとする(ステップS200)。
ところで、3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、次世代携帯電話通信の標準化に向けて、マルチメディア・ブロードキャスト/マルチキャスト型通信サービス(MBMS:Multimedia Broadcast/Multicast Service)の仕様の検討が進められている。例えば、後記非特許文献4では、前記ロングGIサブフレームをMBMSに用い、前記ショートGIサブフレームをユニキャスト通信に用いることや、MBMSデータを多重したロングGIフレームと、ショートGIサブフレームとを時間多重(TDM)したり、時間多重したロングGIサブフレームの中でMBMSデータを周波数多重(FDM)したりすることが提案されている。なお、ロングGIサブフレームをマルチキャスト通信のために用いることは、非特許文献6にも記述がある。
3GPP R1-051549 "Physical Channels and Multiplexing in Evolved UTRA Downlink"、NTT DoCoMo,NEC,SHARP、2005年8月29日 3GPP R1-051549 "Cell Search procedure for initial synchronization and neighbour cell identification"、Nokia、2005年11月7日 丹野、新、樋口、佐和橋:「下りリンクブロードバンドOFCDMにおけるパイロットチャネルを用いる3段階高速セルサーチ法」、信学技報 (TECHNICAL REPORT OF IEICE. RCS2002-40,CQ2002-40(2002-04),p.135-140) 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #43 (R1-051431) "Multiplexing of Multicast/Broadcast and Unicast Services",Huawei,2005年11月7日 3GPP TSG-RAN WG1 #43 (R1-051490) "On Pilot Structure for OFDM based E-Utra Downlink Multicast"、QUALCOMM Europe、2005年11月7日 3GPP TR 25.814 V0.5.0 (2005-11)
(1)本発明の無線通信方法は、送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムにおいて、該送信機は、前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成し、生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された保証帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記保証帯域以外の前記送信帯域を用いて送信し、該受信機は、該送信機からの受信信号のうち少なくとも前記保証帯域を含む帯域の信号を検出し、検出した信号から前記パイロット信号を検出することを特徴としている。
(3)より好ましくは、前記保証帯域は、前記送信機帯域の中心帯域であるのがよい。
(4)また、該送信機は、前記送信帯域の幅に応じて前記保証帯域の幅を制御してもよい。
(6)また、前記保証帯域にて送信されるパイロット信号は、ユニキャスト通信サービス用のパイロット信号であり、前記保証帯域以外の送信帯域にて送信されるパイロット信号は、マルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用のパイロット信号であってもよい。
(8)また、本発明の送信機は、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムに用いられるものであって、前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成するパイロット生成手段と、該パイロット生成手段にて生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された保証帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記保証帯域以外の前記送信帯域を用いて送信する送信手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
(10)より好ましくは、前記保証帯域は、前記送信機帯域の中心帯域であるのがよい。
(11)また、該パイロット生成手段は、前記保証帯域にて送信するパイロット信号としてユニキャスト通信サービス用の第1パイロット信号を生成するユニキャストパイロット生成部と、前記保証帯域以外の前記送信帯域にて送信されるパイロット信号としてマルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用の第2パイロット信号を生成するマルチキャスト/ユニキャストパイロット生成部とをそなえて構成されていてもよい。
(13)また、前記第1パイロット信号と前記第2パイロット信号のパターンとが異なるパターンを有していてもよい。
(1)受信機では、受信信号から、前記保証帯域の信号を検出し、当該信号からパイロット信号を検出するので、他のパイロット信号が同じ時間領域に周波数多重されていても、当該パイロット信号による干渉の影響を回避して、パイロット信号の検出を正しく行なうことが可能となる。したがって、受信機でのセルサーチ性能の劣化を回避することが可能となる。
10 チャネル多重部
11 シリアル/パラレル変換処理部
12 逆高速フーリエ変換(IFFT)処理部
13 ガードインターバル挿入部
14 無線処理部
15 送信アンテナ
16 サブフレームフォーマット記憶部
17 送信サブフレームフォーマット決定部
18 チャネル多重制御部
19 ガードインターバル長制御部
19a 位相回転処理部
41 ユニキャストパイロット発生部(記憶部)
42 マルチキャスト(/ブロードキャスト)パイロット発生部(記憶部)
43 チャネル多重部
43−1,43−2,43−3 記憶部
43−4 並べ替え部
44 IFFT処理部
2 移動局端末(UE)(受信機)
20 受信アンテナ
21 無線処理部
22 第一段階処理部
22−1 同期チャネルレプリカ信号記憶部
22−2 相関処理部
22−3 サブフレームタイミング検出部
23 第二段階処理部
23−1 GI除去部
23−2 FFT処理部
23−3 パイロット抽出部
23−4 候補スクランブルコード記憶部
23−5 パイロット相関処理部
23−6 スクランブルコード検出部
23−7 パイロット/グループ同定用情報抽出部
23−8 グループ同定処理部
23−9 候補グループコード記憶部
24 復調処理部
51 受信アンテナ
53 ガードインターバル(GI)除去部
54 復調部
55 サブキャリア抽出部
56 タイミング検出部
57−1〜57−L 相関演算部
58−1〜58−L 相関値平均部
59 判定部
31 ロングGIサブフレーム
32 ショートGIサブフレーム
33 中心帯域(ユニキャストパイロット保証帯域)
111 パイロットチャネル
112 同期チャネル(SCH)
113 データチャネル
116 報知情報チャネル
118 グループ同定用情報(S-SCH)
300 受信信号
400 FFTウィンドウ
・基地局送信装置
図1は本発明の関連技術の第1実施形態に係る基地局送信装置の要部の構成を示すブロック図で、この図1に示す基地局送信装置(送信機)1は、例えば、チャネル多重部10と、シリアル/パラレル変換処理部11と、IFFT処理部12と、ガードインターバル(GI)挿入部13と、無線処理部14と、送信アンテナ15と、サブフレームフォーマット記憶部16と、送信サブフレームフォーマット決定部17と、チャネル多重制御部18と、ガードインターバル長制御部19とをそなえて構成されている。
送信サブフレームフォーマット記憶部16は、送信すべきサブフレームフォーマットの種別に関する情報(本例では、ショートGIサブフレームかロングGIサブフレームかを特定する情報)、各サブフレームについての1サブフレームあたりの送信シンボル数(Nsf)、各サブフレームについてのGI長(Ngi_s,Ngi_l)等、送信サブフレームを構成する(組み立てる)際に必要となる情報を記憶しておくものである。
基地局1では、送信サブフレームフォーマット決定部17によって、送信サブフレームフォーマットを決定し(図3のタイミングT1参照)、サブフレームフォーマット記憶部16から送信サブフレームフォーマット種(S,L)、1サブフレームあたりの送信シンボル数Nsfおよびガードインターバル長(Ngi_s,Ngi_l)を読み出し、チャネル多重制御部18およびガードインターバル長制御部19へ出力(指示)する(図2のステップS1及び図3のタイミングT2参照)。なお、上記送信サブフレームフォーマット種(S,L)のSはショートGIサブフレームフォーマット、LはロングGIサブフレームフォーマットを意味している。
なお、チャネル多重制御部18は、上述のごとくNc個の各チャネルの変調データ(A,B,C,…)をチャネル多重部10に入力すると、内部カウンタの値をカウントアップする。ただし、当該カウントアップによりNsfを超えた場合は0にリセットする(図2のステップS4及び図3の符号184参照)。なお、NsfはOFDMシンボル数の上限値を意味し、前述したように、ショートGIサブフレームの場合は7シンボル、ロングGIサブフレームの場合は6シンボルである。
ここで、現在の(送信サブフレームフォーマット決定部17で決定された)送信サブフレーム(フォーマット)が、ショートGIサブフレーム(S)の場合は(Ngi_pre,Ngi_post)=(Ngi_s,0)とし、ロングGIサブフレーム(L)の場合は(Ngi_pre,Ngi_post)=(Ngi_s,Ngi_l-Ngi_s)とする。なお、現在の送信サブフレーム(フォーマット)が、ロングGIサブフレームで内部カウンタの値が0でない場合(つまり、GI挿入対象の有効シンボルがサブフレームの先頭シンボル以外の場合)は、(Ngi_pre,Ngi_post)=(Ngi_l,0)として、有効シンボル前部にGI長Ngi_lのガードインターバルの挿入を指示する(図2のステップS7)。
一方、無線処理部14は、ガードインターバル挿入部13からのOFDMシンボルについてアップコンバート処理等の所要の無線処理を施して、送信無線信号を送信アンテナ15から伝播路へ送信する(図2のステップS10及び図3の符号191参照)。
次に、移動局端末2の構成及び動作について説明する。
図6はOFDM通信システムにおける移動局端末2の要部の構成を示すブロック図で、この図6に示す移動局端末2は、例えば、受信アンテナ20と、同期チャネルレプリカ信号記憶部22−1,相関処理部22−2及びサブフレームタイミング検出部22−3を有して成る第一段階処理部22と、GI除去部23−1,FFT処理部23−2,パイロット抽出部23−3,候補スクランブルコード記憶部23−4,パイロット相関処理部23−5及びスクランブルコード検出部23−6を有して成る第二段階処理部23と、復調処理部24とをそなえて構成されている。
そのため、この第二段階処理部23において、GI除去部23−1は、サブフレームタイミング検出部22−3で検出されたサブフレームタイミングを基に受信信号に挿入されているガードインターバルを除去するものである。ただし、本例では、前述したように、基地局1において、少なくとも送信サブフレーム先頭の有効シンボル前部には、ショートGIサブフレーム及びロングGIサブフレームの相違に関わらず、常に、一定GI長(Ngi_s)のガードインターバルが挿入されているので、少なくともサブフレーム先頭については上記サブフレームタイミングにて当該一定GI長(Ngi_s)のガードインターバルを除去することになる。
そして、復調処理部24は、上記スクランブルコード検出部23−6にて検出されたスクランブルコードを用いた逆拡散処理や、有効シンボルについてのFFT処理等を含む所要の受信信号復調処理を行なうものである。なお、本例では、サブフレーム先頭の有効シンボル前部のGI長を、異なるGI長をもつサブフレームフォーマットの相違によらず、一定としているため、本来のGI長よりも短いGI長となる場合があり、その分、遅延波による特性劣化が生じるおそれがあるが、これは、当該復調処理部24において、図9により後述する処理を行なうことで回避可能である。
本例においても、移動局2は、図7に示すように、セルサーチの第一段階の処理として、既知パターンである同期チャネル(SCH)の時間信号のレプリカとの相関を検出して、例えば、最大の相関値を示すタイミングをサブフレームタイミングとする(ステップS21)。
このように、本例では、サブフレーム先頭シンボルのFFT処理において、受信信号のサブフレームフォーマットの相違(ショートGIサブフレームかロングGIサブフレームか)に関係なく、常に、サブフレームタイミングからNgi_s[sample]分のガードインターバルを除去することにより、サンプルずれを起こすことなく、常に適切な時間区間(FFTウィンドウ)でFFT処理を実行することができる。
以上のように、本実施形態によれば、移動局2によるセルサーチの第二段階のスクランブルコード検出時のパイロットチャネルが多重されたサブフレーム先頭シンボルのFFT処理において、受信信号のサブフレームフォーマットの相違(ショートGIサブフレームかロングGIサブフレームか)に関係なく、常に、サブフレームタイミングからNgi_s[sample]分のガードインターバルを除去することにより、サンプルずれを起こすことなく、常に適切な時間区間(FFTウィンドウ)でFFT処理を実行することができ、結果として、適切なパイロットチャネル抽出処理及びスクランブルコード検出処理を行なうことができる。
移動局2は、上述した基地局1のスクランブルコードを検出した後、セル固有の情報が含まれる報知情報(基地局1から周期的に報知情報チャネルよって送信される)の受信を行なうが、上述した第1実施形態では、受信しているサブフレームに挿入されているガードインターバルの長さの相違(ロングGIサブフレームかショートGIサブフレームか)に関わらず、適正な時間区間でFFT処理を実行してスクランブルコードを検出することができたが、受信しているサブフレームについての情報(どのGI長をもつサブフレームか)は依然として未知であるため、報知情報の復調処理時には、全ての候補GI長(Ngi_s,Ngi_l)について処理が必要となる。
ここで、図10はサブフレームフォーマットを時間及びサブキャリア(周波数)の2次元配置で表しているが、時間領域で表すと、図5と同様に、図11に示すようになる。即ち、この図11において、(1)がロングGIサブフレームフォーマットを表し、(2)がショートGIサブフレームフォーマットを表しており、いずれのフォーマットにおいても、サブフレーム先頭の有効シンボル(符号114参照)には、パイロットシンボルと報知情報チャネル(BCH)(以下、単に「報知情報」ともいう)とが多重(周波数多重)されている。
なお、上記では、サブフレーム先頭シンボルの有効データ開始位置がサブフレームタイミングから同じ位置になるようにガードインターバルの配置を制御しているが、2シンボル目以降について、有効データ開始位置がサブフレームタイミングから同じ位置になるようにガードインターバルの配置を制御してもよい。例えば、ショートGIサブフレームの3シンボル目とロングGIサブフレームの2シンボル目の有効データ開始位置がサブフレームタイミングから同じ位置になるようにガードインターバルの配置を制御しても良い。このような場合には、有効データ開始位置がサブフレームタイミングから同じ位置になっている有効データにパイロットおよび報知情報が多重される。
従来例として前述した前記非特許文献3で提案されている技術(3段階高速セルサーチ法)では、例えば図12に示すように、サブフレームの先頭と末尾にそれぞれパイロットシンボルが多重され、末尾のパイロットシンボルには、先頭のパイロットパターンP(i)(i=0〜Nc−1)に、スクランブルコードグループを特定(同定)するためのグループ同定用情報であるグループコードG(i)が乗算されたパターン(スクランブルコードグループ情報)G(i)P(i)が用いられる。なお、この図12では全てのサブキャリアについてパイロットシンボルが多重されているが、1サブキャリア間隔等、間引いて多重されている場合もある。
そして、第三段階では、パイロットシンボルと、第二段階で検出したグループに含まれる候補スクランブルコードとの相関をとることにより、スクランブルコードを検出する。
即ち、グループコードは時間的に隣接したサブフレーム先頭のパイロットにより復調されるが、GI長が異なる複数のサブフレームが混在する場合においては、全ての候補ガードインターバル長において、FFT処理したパイロットシンボルを用いて、復調処理を行なう必要がある。また、この場合、処理量の増加、及び、検出時の候補数が増加するため、特性の劣化につながる。
以上のような構成(フォーマット)を有するサブフレームについても、基本的には、図1に示した基地局1において、サブフレームフォーマット記憶部16に、図13及び図14に示すサブフレームフォーマットを組み立てるのに必要な情報を予め記憶しておき、その情報に基づいてチャネル多重制御部18が上記グループ同定用情報を含む各種チャネルの時間多重処理を制御するようにすれば、図1と同様の構成で、図13及び図14に示すサブフレームフォーマットでの送信を実現できる。
そして、第二段階の処理としては、検出されたサブフレームタイミングを用いて受信信号についてFFT処理を行なって周波数領域信号に変換した上で、グループ同定用情報とパイロットチャネルとを抽出し、前記式(1)に示したように、グループ同定用情報と時間的に隣接するパイロットチャネルの複素共役を乗算して得られた(復調された)系列と、候補グループコードとの相関をとり、例えば最大の相関値を得るグループを検出グループとして同定する。
つまり、上記第二段階及び第三段階の処理は、例えば図6に示した移動局2の構成において、パイロット抽出部23−3に代えて、パイロットチャネルとグループ同定用情報とを抽出するパイロット/グループ同定用情報抽出部23−7をそなえるとともに、パイロット相関処理部23−5の前段に、上記候補グループコードを記憶する候補グループコード記憶部23−9と、当該候補グループコード記憶部23−9に記憶されている候補グループコードを用いて前記式(1)による演算を行なってグループの同定を行なうグループ同定処理部23−8とを設けることにより実現可能である。
上述した実施形態では、いずれも、サブフレーム先頭の有効シンボルにパイロットチャネルが配置(多重)されるとともに、サブフレーム末尾の有効シンボルに同期チャネル(SCH)が多重されているが、これらの関係を入れ替えて、例えば図16及び図17に示すように、同期チャネル(SCH)をサブフレーム先頭の有効シンボルに多重し(図16の斜線部112及び図17の符号114参照)、パイロットチャネルをサブフレーム末尾の有効シンボルに多重してもよい(図16の斜線部111及び図17の符号119参照)。なお、符号113は本例においてもデータチャネルを表している。
即ち、例えば図18に模式的に示すように、受信信号(符号300参照)のサブフレームフォーマットがショートGIサブフレームフォーマット(符号301参照)かロングGIサブフレームフォーマット(符号302参照)か分からなくても、いずれのサブフレームについてもその先頭の有効シンボル(符号114参照)の前部には同じGI長Ngi_sのガードインターバル(符号115参照)が挿入されているので、前記相関処理部22−2(図6参照)において最大の相関値を示すタイミングを容易かつ確実に検出することが可能である。
このように、本例では、パイロットチャネルをサブフレーム末尾の有効シンボルに多重していることで、スクランブルコード検出部23−6(図6参照)でのスクランブルコード検出処理時において、ロングGIサブフレームが基地局1から送信されている場合、第1実施形態と比較して、長いガードインターバルが付加されているメリットを活かすことができ、特性改善を見込むことができる。
さらに、上述した実施形態では、いずれも、サブフレーム先頭の有効シンボルについてのみGI長の調整を行なっているが、サブフレーム先頭以外の有効シンボルについて同様のGI長調整を行なってもよい。
有効シンボルの時間領域信号をgk(ただし、kは時間[sample]を表し、0≦k≦N−1で、NはDFTサイズを表す)とし、gkをΔk[sample]だけ循環的にシフトした信号を離散フーリエ変換(DFT)すると、下記式(2)となる。
したがって、前述した第1実施形態において、ロングGIサブフレームの前後にガードインターバルが付加された先頭OFDMシンボルは、周波数方向にNgi_l-Ngi_sだけ位相回転させた系列をIFFT処理した有効シンボル(Ngi_l-Ngi_s[sample]だけ循環的にシフトしたシンボルになる)の前部にNgi_l[sample]のガードインターバルを付加したOFDMシンボルと考えることができる。
このように、ガードインターバルを前後に付加する代わりに、IFFT処理部12に入力する周波数領域の系列を予め周波数方向に位相回転させておくことで、第1実施形態と数学的に等価な動作を実現することができる。
ここで、上記位相回転処理部19aは、チャネル多重制御部18によって制御される。即ち、チャネル多重制御部18は、既述のチャネル多重制御機能に加えて、送信サブフレームフォーマット決定部17にて送信サブフレームフォーマットがロングGIサブフレームフォーマットと決定された場合に、そのサブフレーム先頭の有効シンボルについて、上記位相回転処理の指示を位相回転処理部19aに与える機能を具備し、位相回転処理部19aは、当該指示を受けることにより、上記位相回転処理を実行することになる。なお、図19において、他の既述の符号と同一符号を付した構成要素は、特に断らない限り、既述のものと同一もしくは同様のものである。
基地局1Aでは、送信サブフレームフォーマット決定部17によって、送信サブフレームフォーマットを決定し(図21のタイミングT1参照)、サブフレームフォーマット記憶部16から送信サブフレームフォーマットに応じた1サブフレームあたりの送信シンボル数Nsfおよびガードインターバル長(Ngi)を読み出し、チャネル多重制御部18およびガードインターバル挿入部13へ出力する(図20のステップS11及び図21のタイミングT2参照)。
一方、シリアル/パラレル変換処理部11は、チャネル多重部10から入力された時間多重信号(Nc個の変調データ)をシリアル/パラレル変換して各サブキャリアに配置して、位相回転処理部19aへ出力する(図20のステップS14)。位相回転処理部19aは、チャネル多重制御部18から前記位相回転指示があれば(サブフレーム先頭の有効シンボルの場合)、入力系列を前述したごとく周波数方向に位相回転処理してIFFT処理部12へ出力する(図20のステップS15及び図21の矢印187参照)。なお、サブフレーム先頭の有効シンボル以外の場合は、その入力系列については上記位相回転処理は施されずに、IFFT処理部12へ出力される(図21の点線矢印185参照)。
ガードインターバル挿入部13は、IFFT処理部12から入力された有効シンボルの末尾Ngi[サンプル]をコピーし、有効シンボル前部に付加して(図21の符号189参照)無線処理部14へ出力する(図20のステップS18及び図21の矢印190参照)。
以降、以上の処理が繰り返されることにより、例えば図22の(1)に示すようなロングGIサブフレームフォーマット、又は、図22の(2)に示すようなショートGIサブフレームフォーマットにて、ダウンリンクの無線信号が送信されることになる。
一方、ショートGIサブフレームの場合は、図5の(2)の場合と同様に、サブフレーム先頭の有効シンボル前部には、以降の有効シンボルに対して付加されるGI長Ngi_sと同じ長さのガードインターバルが多重されるとともに(符号115参照)、前記位相回転処理を施されていないパイロットシンボルが挿入される(符号114参照)。
つまり、本例では、前述した第1実施形態と異なり、サブフレームフォーマット自体に変更を加えることなく(挿入GI長を調整することなく)、第1実施形態と同等の処理を実現することができるのである。したがって、第1実施形態と同等の効果ないし利点を得ることができるほか、既存の基地局装置構成に多少の変更を加えるだけでよいので、汎用性にも富む。
また、上述した例では、ロングGIサブフレームの先頭有効シンボルについて、長い方のGI長Ngi_sから短い方のGI長Ngi_sを差し引いた分(Ngi_l-Ngi_s)だけ周波数方向に位相回転処理を行なっているが、逆に、ショートGIサブフレームの先頭有効シンボルについて、短い方のGI長Ngi_sから長い方のGI長Ngi_sを差し引いた分(Ngi_s-Ngi_l)だけ位相回転(逆回転)処理を行なってもよい。これは、上述した例とは逆に、ショートGIサブフレームの先頭有効シンボルに対するGI長をロングGIサブフレームのGI長に合わせることに相当する。
また、上記では、サブフレーム先頭シンボルの有効データについて位相回転を施しているが、2シンボル目以降の有効データに位相回転を施してもよい。例えば、ショートGIサブフレームの3シンボル目とロングGIサブフレームの2シンボル目の有効データ部分に位相回転を施してもよい。このような場合には、有効データ開始位置がサブフレームタイミングから同じ位置になっている有効データにパイロットが多重される。
(F1)概要説明
MBMS用のデータ(以下、MBMS情報ともいう)を、時間多重のロングGIフレームの中で周波数多重(FDM)する場合に、周波数帯域の一部の領域をユニキャスト用に限定して、MBMS情報を多重しないようにする。これにより、スクランブル方法(スクランブルコード)の検出において、ユニキャストに限定されている領域のみ検出対象とすることで、ショートGIサブフレームとは異なるパイロット挿入方法が適用されているロングGIサブフレームが多重されていることによるセルサーチ性能の劣化を回避することが可能となる。
図28は本発明の一実施形態に係るフレームフォーマット(ダウンリンク)を示す図で、この図28の上段に示すフレームは、所定(ここでは、例えば5MHz)の周波数帯域幅を有し、ロングGIサブフレーム31とショートGIサブフレーム32とが時間多重されて構成されており、ショートGIサブフレーム32にはユニキャスト通信用のデータ(以下、ユニキャストデータともいう)が多重され、ロングGIサブフレーム31には図28の下段に示すようにユニキャストデータとMBMS情報とが周波数多重(FDM)されるようになっている。
上記フレーム(チャネル多重)を実現する基地局(送信装置)の構成例を図29に示す。本例での基地局1の基本構成は前記関連技術の各実施形態で既述の構成と同じでよいが、本例の要部に着目すると、例えば、ユニキャストパイロット発生部41と、マルチキャストパイロット発生部42と、チャネル多重部43と、IFFT処理部44と、送信アンテナ45とをそなえて構成される
ここで、ユニキャストパイロット発生(生成)部41は、ユニキャスト通信用の(第1)パイロット(以下、ユニキャストパイロットともいう)を発生するものであり、マルチキャスト(/ブロードキャスト)パイロット発生(生成)部42は、MBMS(即ち、マルチキャスト又はブロードキャスト)通信用の(第2)パイロット(以下、マルチキャストパイロットともいう)を発生するものである。
並べ替え部43−4は、図28により上述したフレームフォーマットで送信を行なうべく、各記憶部43−1,43−2,43−3に記憶されている情報を所定順序で時系列にIFFT処理部44へ出力するもので、例えば、IFFT処理44での処理単位(FFTサイズ)をNとすると、IFFT処理部44ではOFDMシンボル単位毎、N[sample]毎に、ブロック的に処理を行なうため、フレーム先頭から1,2,3,…シンボル毎に、次のように出力系列Ekを出力する。
2シンボル目出力=Ek (k=N+1,N+2,…,2N)
…
nシンボル目出力=Ek (k=(n−1)N+1,N+2,…,nN)
図28に示すフレームフォーマットで送信を行なう場合には、上記並べ替え部43−4は、上記各シンボルにおいて、Nsを1フレームに含まれるOFDMシンボル数として、次のように出力系列Ekを出力することになる。
Ek=Mk_Nu for(k∈[Nu+1,N])
Ek=Dk-N for(k∈[N+1,Ns×N])
なお、上記出力系列Ekは、図示しないシリアル/パラレル変換処理部(あるいは、FFT処理部)により周波数領域信号に変換されて各サブキャリアにマッピングされた上で、IFFT処理部44に入力される。
一方、本例での移動局2は、例えば図32に示すように、受信アンテナ51と、ガードインターバル(GI)除去部52と、FFT処理部53と、復調部54と、サブキャリア抽出部55と、タイミング検出部56と、候補スクランブルコード数(L)に対応した相関演算部57−1〜57−Lと、これらの相関演算部57−1〜57−Lのそれぞれに対応した相関値平均部58−1〜58−Lと、判定部59とをそなえて構成される。なお、本移動局2でのセルサーチ処理(第一段階及び第二段階の各処理)は基本的に既述の関連技術の第1〜第5実施形態と同様にして行なわれるものとする。
復調部54は、上記FFT処理後の受信信号を基地局1側での変調方式に対応した復調方式で復調するものであり、サブキャリア抽出部55は、受信サブフレームから一定のサブキャリアを抽出するもので、本例では、少なくとも図28により前述した中心帯域33、即ち、ユニキャストパイロットが挿入されることが保証されているサブキャリア領域(以下、ユニキャストパイロット保証帯域、あるいは、単に保証帯域と称することがある)の信号を抽出(検出)するものである。
相関演算部57−iは、それぞれ、サブキャリア抽出部55で抽出された信号(中心帯域33の信号)と、複数種類のスクランブルコード(パターン)のうちi番目の候補スクランブルコード(パイロットレプリカ)との相関演算を行なうものであり、相関値平均部58−iは、対応する相関演算部58−iにより得られた相関値を所定シンボル数分だけ平均化してその平均値を得るものである。
上述の構成により、本例の移動局2では、受信信号から、サブキャリア抽出部55にて、中心帯域33の信号、即ち、ユニキャストパイロットが挿入されることが保証されているサブキャリア領域の信号が検出され、当該信号について各相関演算部57−iにて候補スクランブルコードとの相関が演算されて、その平均値が最大を示すスクランブルコードを検出スクランブルコードとする。
なお、上記の例では、ユニキャストパイロットが挿入されることが保証されている帯域のみを用いた検出を行なう構成になっているが、既述の関連技術の各実施形態における移動局2構成そのままでも初期同期の検出を行なうことは可能であり、また、サブキャリア抽出部55がユニキャストパイロットの保証帯域33のみに限定して抽出(検出)する動作でなく、保証されていない帯域成分を一部に含めて出力する構成も可能である。
・性能面でのトレードオフ
即ち、上記の例により、ロングGIサブフレーム31がショートGIサブフレーム32と混在して時間多重されていてもそれが干渉とならないように検出が行なえるようになるが、ロングGIフレーム31の発生頻度(つまり、多重数)が非常に小さい場合などにおいては、一部のサブキャリアのみを抽出して相関演算およびスクランブルコード検出に用いる構成では、これらの演算および検出に使用できる信号成分が減少し、検出性能が低下する可能性がある。つまり、ロングGIサブフレーム31による干渉量を減少させるメリットと、信号成分が減少することによるデメリットのトレードオフである。
基地局(送信機)1が送信する周波数帯域幅(送信帯域幅)に複数の可能性があるシステムの場合を考える。一例として、前記非特許文献6では、ダウンリンクの送信帯域幅として、1.25MHz,2.5MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz等の複数の可能性を含むシステムが想定されており、このようなシステムでは、どの送信帯域幅の基地局1でも同じ帯域幅のユニキャストパイロット保証帯域33を設定すると、保証帯域幅は1.25MHz以下にする必要がある(そうしないと、狭い送信帯域幅しか割り当てられていない基地局1はMBMS情報を多重できなくなる)。
(F6)GI長が複数存在しない場合
これまでに述べてきた例では、GI長の異なるサブフレームが複数存在する場合について説明したが、GI長の異なるサブフレームが複数存在することは本発明にとって必須ではない。これは、上述した例において、ユニキャスト通信とマルチキャスト通信とで異なるパイロットを用いる場合には、GI長が1種類であっても、相関値平均化部58−iによる平均化処理において、異なるパイロットを用いたフレームとの相関値が入ってくると、それは平均化処理においては干渉となる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができることはいうまでもない。
また、フレーム中に必ずユニキャストパイロット保証帯域33が存在していることが本発明の特徴であるため、当該保証帯域33は必ずしも送信帯域の中心帯域又はこれを含む帯域である必要はない。複数の保証帯域33が設定されていてもよい。もっとも、上述した例のように中心帯域33(又はこれを含む帯域)に設定しておけば、基地局1の送信帯域幅が異なる場合であっても、上述のごとく移動局2側で少なくとも中心帯域33の信号を検出する構成としておくことで、ユニキャストパイロットの検出を確実に行なうことが可能となる。したがって、移動局2側の構成や設定を基地局1の送信帯域幅ごとに変える必要がなく、汎用性に富むことになる。
(1)本発明の無線通信方法は、送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムにおいて、該送信機は、前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成し、生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された所定帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記所定帯域以外の前記送信帯域を用いて送信し、該受信機は、該送信機からの受信信号のうち少なくとも前記所定帯域を含む帯域の信号を検出し、検出した信号から前記パイロット信号を検出する。
(3)より好ましくは、前記所定帯域は、前記送信帯域の中心帯域であるのがよい。
(4)また、該送信機は、前記送信帯域の幅に応じて前記所定帯域の幅を制御してもよい。
(6)また、前記所定帯域にて送信されるパイロット信号は、ユニキャスト通信サービス用のパイロット信号であり、前記所定帯域以外の送信帯域にて送信されるパイロット信号は、マルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用のパイロット信号であってもよい。
(8)また、本発明の送信機は、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムに用いられるものであって、前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成するパイロット生成手段と、該パイロット生成手段にて生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された所定帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記所定帯域以外の前記送信帯域を用いて送信する送信手段とをそなえる。
(10)より好ましくは、前記所定帯域は、前記送信帯域の中心帯域であるのがよい。
(11)また、該パイロット生成手段は、前記所定帯域にて送信するパイロット信号としてユニキャスト通信サービス用の第1パイロット信号を生成するユニキャストパイロット生成部と、前記所定帯域以外の前記送信帯域にて送信されるパイロット信号としてマルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用の第2パイロット信号を生成するマルチキャスト/ユニキャストパイロット生成部とをそなえていてもよい。
(1)受信機では、受信信号から、前記所定帯域の信号を検出し、当該信号からパイロット信号を検出するので、他のパイロット信号が同じ時間領域に周波数多重されていても、当該パイロット信号による干渉の影響を回避して、パイロット信号の検出を正しく行なうことが可能となる。したがって、受信機でのセルサーチ性能の劣化を回避することが可能となる。
〔G〕付記
(付記1)
送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムにおいて、
該送信機は、
前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成し、
生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された所定帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記所定帯域以外の前記送信帯域を用いて送信し、
該受信機は、
該送信機からの受信信号のうち少なくとも前記所定帯域を含む帯域の信号を検出し、
検出した信号から前記パイロット信号を検出することを特徴とする、無線通信方法。
(付記2)
前記所定帯域が、前記送信帯域の中心帯域を含む帯域であることを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
(付記3)
前記所定帯域が、前記送信帯域の中心帯域であることを特徴とする、付記1記載の無線通信方法。
(付記4)
該送信機は、前記送信帯域の幅に応じて前記所定帯域の幅を制御することを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の無線通信方法。
(付記5)
該送信機は、前記送信帯域の幅が広いほど前記所定帯域の幅を広く制御することを特徴とする、付記4記載の無線通信方法。
(付記6)
前記所定帯域にて送信されるパイロット信号がユニキャスト通信サービス用のパイロット信号であり、前記所定帯域以外の送信帯域にて送信されるパイロット信号がマルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用のパイロット信号であることを特徴とする、付記1〜5のいずれか1項に記載の無線通信方法。
(付記7)
前記ユニキャスト通信サービス用のパイロット信号と、前記マルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用のパイロット信号とが異なるパターンを有することを特徴とする、付記6記載の無線通信方法。
(付記8)
送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムに用いられる前記送信機であって、
前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成するパイロット生成手段と、
該パイロット生成手段にて生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された所定帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記所定帯域以外の前記送信帯域を用いて送信する送信手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、送信機。
(付記9)
前記所定帯域が、前記送信帯域の中心帯域を含む帯域であることを特徴とする、付記8記載の送信機。
(付記10)
前記所定帯域が、前記送信帯域の中心帯域であることを特徴とする、付記8記載の送信機。
(付記11)
該パイロット生成手段が、
前記所定帯域にて送信するパイロット信号としてユニキャスト通信サービス用の第1パイロット信号を生成するユニキャストパイロット生成部と、
前記所定帯域以外の前記送信帯域にて送信されるパイロット信号としてマルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用の第2パイロット信号を生成するマルチキャスト/ユニキャストパイロット生成部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記8〜10のいずれか1項に記載の送信機。
(付記12)
該ユニキャストパイロット生成部が、前記第1パイロット信号を予め記憶する記憶部により構成されるとともに、
該マルチキャスト/ユニキャストパイロット生成部が、前記第2パイロット信号を予め記憶する記憶部により構成されたことを特徴とする、付記11記載の送信機。
(付記13)
前記第1パイロット信号と前記第2パイロット信号のパターンとが異なるパターンを有することを特徴とする、付記12記載の送信機。
(付記14)
送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえ、該送信機が、前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された所定帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記所定帯域以外の前記送信帯域を用いて送信すべく構成された無線通信システムに用いられる前記受信機であって、
該送信機からの受信信号のうち少なくとも前記所定帯域を含む帯域の信号を検出する帯域信号検出手段と、
該帯域信号検出手段で検出した信号から前記パイロット信号を検出するパイロット検出手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信機。
Claims (14)
- 送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムにおいて、
該送信機は、
前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成し、
生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された保証帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記保証帯域以外の前記送信帯域を用いて送信し、
該受信機は、
該送信機からの受信信号のうち少なくとも前記保証帯域を含む帯域の信号を検出し、
検出した信号から前記パイロット信号を検出することを特徴とする、無線通信方法。 - 前記保証帯域が、前記送信帯域の中心帯域を含む帯域であることを特徴とする、請求項1記載の無線通信方法。
- 前記保証帯域が、前記送信機帯域の中心帯域であることを特徴とする、請求項1記載の無線通信方法。
- 該送信機は、前記送信帯域の幅に応じて前記保証帯域の幅を制御することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線通信方法。
- 該送信機は、前記送信帯域の幅が広いほど前記保証帯域の幅を広く制御することを特徴とする、請求項4記載の無線通信方法。
- 前記保証帯域にて送信されるパイロット信号がユニキャスト通信サービス用のパイロット信号であり、前記保証帯域以外の送信帯域にて送信されるパイロット信号がマルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用のパイロット信号であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線通信方法。
- 前記ユニキャスト通信サービス用のパイロット信号と、前記マルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用のパイロット信号とが異なるパターンを有することを特徴とする、請求項6記載の無線通信方法。
- 送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえた無線通信システムに用いられる前記送信機であって、
前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号を生成するパイロット生成手段と、
該パイロット生成手段にて生成した複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された保証帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記保証帯域以外の前記送信帯域を用いて送信する送信手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、送信機。 - 前記保証帯域が、前記送信帯域の中心帯域を含む帯域であることを特徴とする、請求項8記載の送信機。
- 前記保証帯域が、前記送信機帯域の中心帯域であることを特徴とする、請求項8記載の送信機。
- 該パイロット生成手段が、
前記保証帯域にて送信するパイロット信号としてユニキャスト通信サービス用の第1パイロット信号を生成するユニキャストパイロット生成部と、
前記保証帯域以外の前記送信帯域にて送信されるパイロット信号としてマルチキャスト又はブロードキャスト通信サービス用の第2パイロット信号を生成するマルチキャスト/ユニキャストパイロット生成部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項8〜10のいずれか1項に記載の送信機。 - 該ユニキャストパイロット生成部が、前記第1パイロット信号を予め記憶する記憶部により構成されるとともに、
該マルチキャスト/ユニキャストパイロット生成部が、前記第2パイロット信号を予め記憶する記憶部により構成されたことを特徴とする、請求項11記載の送信機。 - 前記第1パイロット信号と前記第2パイロット信号のパターンとが異なるパターンを有することを特徴とする、請求項12記載の送信機。
- 送信機と、当該送信機と複数種類の通信サービスにて無線通信を行ないうる受信機とをそなえ、該送信機が、前記複数種類の通信サービスに応じた複数のパイロット信号の少なくともいずれかを、送信帯域の一部に予め設定された保証帯域を用いて送信するとともに、他のパイロット信号を前記保証帯域以外の前記送信帯域を用いて送信すべく構成された無線通信システムに用いられる前記受信機であって、
該送信機からの受信信号のうち少なくとも前記保証帯域を含む帯域の信号を検出する保証帯域信号検出手段と、
該保証帯域信号検出手段で検出した信号から前記パイロット信号を検出するパイロット検出手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、受信機。
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